文档介绍：分类号:TP242 密级: 公开
U DC : 单位代码: 10424
学位论文
移动机器人运动控制与视觉导引的研究
李如川
申请学位级别:硕士学位专业名称:机械制造及其自动化
指导教师姓名:史大光职称:教授
山东科技大学
二〇〇九年五月
论文题目:
移动机器人运动控制与视觉导引的研究
作者姓名: 李如川入学时间: 2006 年 9 月
专业名称: 机械制造及其自动化
研究方向: 先进制造工艺、装备机器自化
指导教师: 史大光职称: 教授
论文提交日期:2009 年 5 月
论文答辩日期:2009 年 6 月 7 日
授予学位日期:
MOTION CONTROL AND VISION NAVIGATION
of mobile robot
A Dissertation submitted in fulfillment of the requirementsof the degree of
MASTER OF PHILOSOPHY
from
Shandong University of Science and Technology
by
Li Ruchuan
Supervisor: ProfessorShi Daguang
College of Mechanical and Electronic Engineering
May 2009
声明
本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和世所
公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交
于其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名:
日期:
AFFIRMATION
I declare that this dissertation, submitted in fulfillment of the requirements
for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and
Technology, is wholly my own work unless referenced of acknowledge. The
document has not been submitted for qualification at any other academic
institute.
Signature:
Date:
山东科技大学硕士学位论文摘要
摘要
本文主要研究了移动机器人基于直流伺服电机系统的运动控制技术和以网格线为
D 摄像机的视觉导引技术及应用。
文中分析了移动机器人控制系统的结构模型、运动学模型和控制模型,并以直流伺
服电机为驱动执行机构,应用数控机床的数字采样插补法,研究了移动机器人底盘直线
行走和圆弧行走的算法。引用PID控制器,确定了底盘直流伺服电机控制系统的各个参
数,保证了移动机器人运动控制的稳定性、快速性和准确性。
D 摄像机为图像抓取器件,从数字图像中获得移动
机器人底盘方位的过程。D 摄像机的工作原理和成像模型,研究了采集
图片的灰度转换、边缘检测、二值化处理等处理过程,并以C++ 为开发环境编译了灰度
和二值化处理的源码程序。应用 MATLAB 验证了 Radon 变换对本课题中网格线的识别
的有效性,并编译了相关的 C 语言程序,基本上实现了从数字图像中提取移动机器人
运动控制参数的过程。根据提取的网格线参数,最终确定了移动机器人底盘的在行驶过
程中的位置和方向。
关键词:移动机器人,直流伺服电机,数字采样插补,PID D,图像处理
山东科技大学硕士学位论文摘要
ABSTRACT
The motion control technologies based on the DC servo motor system and the vision-
guided technologies based on D camera were studied in this dissertation for the Mobile
Robot.
The structure model, kinematics model and control model of the Mobile Robot had been
analyzed with the DC servo motor as Executing agency and the digital sampling interpolation
as the Algorithm which h